DE3402304C3 - Verfahren für die automatische immunologische Analyse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen immuno­ logischen Analyse entweder nach dem sogenannten "Sandwich-Ver­ fahren" oder dem kompetitiven Verfahren, insbesondere mittels eines Enzym-Immuno-Assays mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Verfahren ist aus der Zeitschrift "Pharmazie heute", Band 3, September 1980, S. 37-41, bekannt.

Aufgrund des Fortschritts in der medizinischen Behandlung kön­ nen heutzutage äußerst kleine Mengen biologischer Substanzen in Proben analysiert werden. Das erleichtert die Frühdiagnose der verschiedensten Krankheiten. So können z. B. bösartige Tu­ moren, α-Fetoprotein und karzinoembryonisches Antigen, Störun­ gen der Hormonausscheidung, z. B. von Insulin und Thyroxin und immunologisches Fehlverhalten beispielsweise von Immunglobulin in einem frühen Stadium diagnostiziert werden. Ferner kann die Behandlung dieser Störungen und Krankheiten nachträglich zuver­ lässig überwacht werden. Darüber hinaus ermöglicht die Messung von Partialantigenen, wie niedermolekularem Hapten die Erstel­ lung von Behandlungsplänen für medizinische Substanzen.

Viele biologische Substanzen werden dadurch immunologisch ana­ lysiert, daß eine Antigen-Antikörper-Reaktion (A. A. R.) hervor­ gerufen wird, wofür verschiedene Verfahren zur immunologischen Analyse entwickelt worden sind. So wird beispielsweise das Vor­ handensein oder Nichtvorhandensein von durch die A. A. R. hervor­ gerufener zusammengeballter, koagulierter Antigen-Antikörper- Komplexe durch die Agglutinationsmethode, die Präzipitations­ methode, durch Nephelometrie usw. festgestellt, um die gewünsch­ ten biologischen Substanzen zu bestimmen. Da jedoch bei die­ sen bekannten Verfahren die Empfindlichkeit gering ist, muß eine große Menge des Antigen-Antikörper-Komplexes benutzt wer­ den, und es können nur qualitative oder quasi-quantitative Analysen vorgenommen werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind weitere Verfahren entwickelt worden, von denen bei einem vorgesehen ist, ein Antigen oder einen Antikörper an feine Kohlenstoff- oder Kunstharzteilchen zu binden, die dann der A. A. R. mit den zu bestimmenden biologischen Substanzen unter­ worfen werden, wobei die Substanzen im Agglutinationsverfahren oder mittels Nephelometrie festgestellt werden. Bei einem wei­ teren bekannten Verfahren werden Antigen-Antikörper-Komplexe mit hoher Empfindlichkeit durch die Benutzung von Antigenen oder Antikörpern festgestellt, die mit Markierungsmaterial, beispielsweise Radioisotopen, fluoreszierendem Material, lu­ mineszierendem Material oder Enzymen markiert sind. Hinsicht­ lich der Empfindlichkeit ist das zuerst genannte Verfahren der zuletzt genannten Methode unterlegen, so daß man neuerdings vor­ wiegend das zuletzt genannte Verfahren mit Verwendung hochemp­ findlicher Markierungssubstanzen anwendet.

Analytische Methoden unter Verwendung von Markierungssubstanzen werden in folgende Gruppen unterteilt: Radioimmunotests unter Verwendung von Radioisotopen als Markierungsmaterial, Fluores­ zenzimmunotests unter Verwendung von fluoreszierendem Markie­ rungsmaterial und Enzymimmunotests unter Verwendung von Enzymen als Markierungsmaterial. Hiervon ist insbesondere der Enzym­ immunotest weiterentwickelt worden, weil hierfür keine besondere Einrichtung und kein besonderes Meßverfahren erforderlich ist, sondern der Test ganz einfach unter Verwendung der üblichen Kolorimeter durchgeführt werden kann. Bei dem Enzymimmunotest wird ferner unterschieden nach homogenem Enzymimmunotest und heterogenem Enzymimmunotest. Bei der homogenen Bestimmung wird die Schwankung der Aktivität des Markierungsenzyms auf­ grund des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer immu­ nologischen Reaktion unmittelbar gemessen, um die zu analy­ sierenden Substanzen festzustellen. Bei der heterogenen Be­ stimmung werden unlösliche Träger, wie Glasperlchen oder Syntheseharzteilchen verwendet, an denen ein Antigen oder Antikörper fixiert wurde, die mit Enzym markierten Antigene oder Antikörper, die mit den an den Trägern fixierten Antikör­ pern oder Antigenen verbunden sind, und freie, mit Enzym mar­ kierte Antigene oder Antikörper, die nicht mit den Antikörpern oder Antigenen an den Trägern verbunden sind, durch eine Spül­ behandlung voneinander getrennt, und dann die Aktivität des Markierungsenzyms festgestellt, um die Menge der zu analysie­ renden Substanzen zu messen. Aus Gründen der Einfachheit wird das Verfahren zum Trennen des gebundenen Antigens oder Anti­ körpers vom freien Antigen oder Antikörper als "B-F-Trennung" bezeichnet. Die homogene Analyse kann zwar in einfachen Ver­ fahren durchgeführt werden, eignet sich aber nur zum Analysie­ ren des niedermolekularen Haptens, also beispielsweise von me­ dizinischen Substanzen aber nicht zum Analysieren hochmoleku­ larer biologischer Substanzen. Im Gegensatz dazu ist die he­ terogene Analyse, obwohl sie ein Spülverfahren für die B-F- Trennung erfordert, für alle Arten von nieder- und hochmole­ kularen Substanzen geeignet. Deshalb wird neuerdings im allge­ meinen der heterogene Enzymimmunotest angewandt.

Für den heterogenen Enzymimmunotest ist die sogenannte kompe­ titive, direkte Methode und die indirekte "Sandwich"-Methode entwickelt worden. Diese beiden Methoden sollen anhand von Fig. 1 und 2 näher erläutert werden.

In Fig. 1 sind die bei der direkten Methode angewandten, auf­ einanderfolgenden Schritte gezeigt. Ein gegebenes Antigen oder ein gegebener Antikörper, der mit einer Antikörper- oder Anti­ gensubstanz 2 einer Probe reagiert, ist im voraus an der Außen­ fläche eines unlöslichen Trägers 1 fixiert worden. Zunächst er­ folgt die A. A. R. zwischen dem am Träger 1 fixierten Antigen oder Antikörper und dem Antikörper oder Antigen 2 in der Probe so­ wie einem markierten Reagens 3, welches mit den gleichen Mar­ kierungssubstanzen zubereitet wurde, wie die zu analysierenden Antikörper- bzw. Antigensubstanzen 2, nämlich mit einem Enzym. Dann wird ein Spülverfahren durchgeführt, um die B-F-Trennung zwischen den durch die A. A. R. an den Träger 1 gebundenen Sub­ stanzen 2 und dem markierten Reagens 3 sowie freien Substanzen 2 und dem Reagens 3, die nicht an den Träger 1 gebunden sind, durchzuführen. Als nächstes wird ein Farbreagens hinzugefügt, welches selektiv mit dem Markierungsenzym reagiert, und die Reaktionsflüssigkeit wird kolorimetrisch gemessen, um die Enzym­ aktivität des zur Markierung benutzten Enzyms festzustellen.

In Fig. 2 sind die aufeinanderfolgenden Schritte für die Sand­ wich-Methode gezeigt. Hier wird ein unlöslicher Träger 5 ver­ wendet, an welchem ein Antikörper oder Antigen fixiert ist, welches mit den in der zu untersuchenden Probe enthaltenen An­ tigen- oder Antikörpersubstanzen umsetzbar ist. Zunächst wird der Träger 5 mit einer Probe 6 gemischt, damit zwischen den Substanzen der Probe 6 und dem an den Träger 5 fixierten An­ tikörper oder Antigen die A. A. R. stattfinden kann. Dann wird die B-F-Trennung mittels des Spülverfahrens durchgeführt. Da­ nach wird ein markiertes Reagens 7 hinzugefügt, um eine A. A. R. hervorzurufen. Das markierte Reagens wird dadurch zubereitet, daß es mit einer Enzymsubstanz markiert wird, die selektiv mit den zu analysierenden Substanzen der Probe 6 umsetzbar ist. An­ schließend wird nach erneuter B-F-Trennung ein Farbreagens hin­ zugefügt, welches mit dem Markierungsenzym in dem markierten Reagens 7 umsetzbar ist, und die dadurch erhaltene Prüfflüssig­ keit wird einer kolorimetrischen Messung unterzogen, um die Aktivität des Markierungsenzyms festzustellen.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, muß bei dem heterogenen Immuntest die B-F-Trennung bei der kompetitiven, direkten Methode einmal und bei der Sandwich-Methode zweimal während der Analyse der entsprechenden Probe durchgeführt wer­ den. Wenn ein Reaktionsgefäß, in dem die A. A. R. erfolgt, wie­ derholt benutzt wird, muß außerdem bei Beendigung der Analyse jeder Probe und vor Beginn der Analyse der nächsten Probe ein Wasch- oder Spülvorgang vorgesehen sein. Wenn der Enzymimmuno­ test, der mindestens zwei Spülvorgänge, einschließlich der B-F- Trennung er­ fordert, automatisiert werden soll, müssen an ver­ schiedenen Stellen getrennte Spülvorrichtungen vorgesehen sein. Dadurch besteht die Gefahr, daß das automatische Analysiergerät groß, kompliziert im Aufbau und teuer wird. Dieser Nachteil ent­ steht auch bei einem automatischen Analysiergerät, mit dem der Radioimmunotest und der Fluoreszenzimmunotest durchgeführt wird.

In der offengelegten japanischen Patentanmeldung 74 662/82 ist ein automatisches Enzymimmunoprüfgerät offenbart, bei dem zur B-F-Trennung ein Träger, an den ein Antigen-Antikörper-Komplex gebunden ist, von einem Reaktionsgefäß in ein anderes Reaktions­ gefäß transportiert wird. Es liegt auf der Hand, daß eine der­ artige Analysiervorrichtung groß ist und eine besondere Ein­ richtung für den Transport des Trägers erforderlich macht. Fer­ ner ist der Wirkungsgrad der Analyse gering, und es ist unmög­ lich, eine Anzahl von Proben rasch zu behandeln. In der offen­ gelegten japanischen Patentanmeldung 1 24 254/82 ist ein au­ tomatisches Analysiergerät beschrieben, mit dem eine immuno­ logische Analyse durchgeführt wird, wobei die B-F-Trennung durch Drehen eines Drehkörpers erfolgt, an dem Reaktionsgefäße angeordnet sind, die Träger enthalten. Da bei diesem Analysier­ gerät überschüssige Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft in alle Richtungen abgegeben wird, ist es mühsam, für diese abge­ gebene Flüssigkeit zu sorgen. Da außerdem die die Träger ent­ haltenden Reaktionsgefäße mehrfach verwendet werden, muß zwischen aufeinanderfolgenden Analysen eine Spezialbehandlung erfolgen, damit das Antigen oder der Antikörper von den Trägern freigegeben wird.

In der eingangs erwähnten Zeitschrift "Pharmazie heute" finden sich keine Hinweise, wie die Reaktionsgefäße in bezug auf mög­ liche Spülstationen gesteuert werden. Aus der US-PS 42 65 855 ist eine Vorrichtung für die immunologische Analyse bekannt, bei der zwei Waschstationen erforderlich sind. Dort werden die Reaktionsgefäße auch nicht entlang einer endlosen Reaktionsbahn zyklisch transportiert.

Bei einem aus der DE-OS 31 42 539 bekannten Verfahren zur immu­ nologischen Analyse wird zur Durchführung der zweiten B-F-Tren­ nung im sogenannten "Sandwich-Verfahren" eine Düse in das Prüf­ gefäß eingebracht, um eine Kugel durch Saugwirkung zu entneh­ men. Hierfür ist eine sehr aufwendige und störanfällige Hebe- und Saugeinrichtung erforderlich.

Aus der DE-OS 30 31 430 ist eine Analysevorrichtung mit einer endlosen Reaktionsbahn bekannt, doch geht es dort nicht um die immunologische Analyse und das sich dabei stellende Problem der mehrmaligen Waschungen zur Durchführung von B-F-Trennungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren derart weiterzubilden, daß mit möglichst geringem gerätetechnischen Aufwand eine sichere Ausspülung der nicht gebundenen Antigene bzw. Antikörper ermöglicht ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentan­ spruch 1 gekennzeichnet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen beschrieben.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 3 ein Schema eines Ausführungsbeispiels eines automa­ tischen Analysiergeräts für den Enzymimmunotest;

Fig. 4A bis 4D Ansichten zur Erläuterung des Betriebs des in Fig. 3 gezeigten Analysiergeräts;

Fig. 5 und 6 Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels eines automatischen Analysiergeräts;

Fig. 7A bis 7C Ansichten zur Erläuterung des Betriebs des in Fig. 6 gezeigten Analysiergeräts;

Fig. 8 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines automatischen Ana­ lysiergeräts für den Enzymimmunotest sche­ matisch dargestellt, mit dem die anhand von Fig. 2 erläuterte Sandwich-Methode durchgeführt wird. Hier ist eine einzige Re­ aktionsbahn vorgesehen, in der die Analyse für eine einzige Bestimmung erfolgt. Als Reaktionsgefäß dient ein U-förmiges Röhrchen 11 mit einem großen und einem kleinen Öffnungsbereich 11a bzw. 11b. Die U-förmigen Röhrchen 11 sind hier in einer An­ zahl von vierundzwanzig längs des Umfanges eines Drehtellers 12 angeordnet, welcher in der durch Pfeil a angedeuteten Richtung intermittierend mit einer gegebenen Periode von beispielsweise 15 Sekunden gedreht wird, wobei die U-förmigen Röhrchen 11 in einen in Fig. 4 gezeigten Thermostat 10 eintauchen. Die Sta­ tionen, an denen die U-förmigen Röhrchen 11 aufgrund der schrittweisen Drehbewegungen des Drehtellers 12 anhalten, sind mit S₁ bis S₂₄ gekennzeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird dem an der Station S₁ angeordneten U-förmigen Röhrchen 11 mittels einer Probenabgabevorrichtung 13 aus einer Probenzube­ reitungs- oder Probenzustelleinrichtung 14 eine Probe aus dem­ jenigen Probenbecher 15 zugeführt, der sich gerade an der Pro­ benabsaugstation befindet. Die Probenzustelleinrichtung 14 enthält vierundzwanzig Probenbecher 15, die in gleichmäßigen Abständen voneinander längs einer Scheibe angeordnet sind, die synchronisiert mit der Drehbewegung des Drehtellers 12 in der durch Pfeil b angedeuteten Richtung drehbar ist.

In das an der Station S₃ befindliche U-förmige Röhrchen 11 wird mittels einer Reagensabgabevorrichtung 16 ein den in den Pro­ ben enthaltenen, zu prüfenden Substanzen entsprechendes Enzym­ reagens 17 selektiv abgegeben.

In das an der Station S₄ befindliche U-förmige Röhrchen 11 wird mit Hilfe einer Reagensabgabevorrichtung 18 ein Farb­ reagens 19 gegossen.

Das U-förmige Röhrchen 11 erhält auch von einer Trägerzufuhrvor­ richtung 20 einen Träger 21, z. B. ein Kunstharzteilchen oder ein Glasperlchen. Der Durchmesser des Trägers 21 ist kleiner als der Innendurchmesser des großen Öffnungsbereichs 11a des U-förmigen Röhrchens 11 aber größer als der Innendurchmesser des kleinen Öffnungsbereichs 11b. An der Außenfläche des Trä­ gers 21 wurde zuvor ein Antikörper oder Antigen fixiert, wel­ ches die A. A. R. mit der Antigen- oder Antikörpersubstanz in der zu untersuchenden Probe hervorruft. Ferner werden die Trä­ ger 21 in der Trägerzufuhrvorrichtung 20 mit einer Pufferlö­ sung benetzt. Die Reaktionsflüssigkeit in dem an der Station S₁₉ befindlichen U-förmigen Röhrchen 11 wird in einen Farb­ messer oder Kolorimeter 22 abgesaugt, und an der Station S₂₀ wird der in dem U-förmigen Röhrchen 11 enthaltene Träger 21 mittels einer Trägerabfuhrvorrichtung 23 entfernt. An der Station S₂₂ erhält das U-förmige Röhrchen 11 eine Spülflüssig­ keit, z. B. Ionenaustauschwasser, Pufferlösung für die immuno­ logische Analyse, physiologische Salzlösung usw. Dem an der Station S₂₄ angeordneten U-förmigen Röhrchen 11 wird mittels einer Pufferlösungsabgabevorrichtung 25 selektiv eine Puffer­ lösung 26 zugeführt. An den Stationen S₂ bis S₅ kann an die kleinen Öffnungsbereiche 11b der U-förmigen Röhrchen 11 eine Pumpe 27 für Umwälzluft lösbar angeschlossen werden, und an den Stationen S₂₂ und S₂₃ kann zur Abfuhr eine Pumpe 28 lösbar an die kleinen Öffnungsbereiche 11b der U-förmigen Röhrchen 11 angeschlossen werden.

Der Betrieb des in Fig. 3 gezeigten automatischen Analysierge­ räts soll anhand von Fig. 4A bis 4D näher erläutert werden.

Während einer ersten Umdrehung des Drehtellers 12 wird an der Station S₁₇ ein mit Pufferlösung benetzter Träger 21 dem U- förmigen Röhrchen 11 durch dessen großen Öffnungsbereich 11a zugeführt, wie Fig. 4A zeigt. An der Station S₂₂ wird danach mittels einer für den Spülvorgang vorgesehenen Pumpe 24 inter­ mittierend Spülflüssigkeit durch den großen Öffnungsbereich 11a wie eine Dusche in das U-förmige Röhrchen 11 eingesprüht und gleichzeitig durch den kleinen Öffnungsbereich 11b mit­ tels der zur Abfuhr vorgesehenen Pumpe 28 Spülflüssigkeit aus dem Röhrchen 11 abgesaugt. Etwa noch verbliebene Spülflüssig­ keit wird an der Station S₂₃ mittels der Pumpe 28 aus dem Röhr­ chen 11 entfernt. So wird das U-förmige Röhrchen 11 gesäubert und gleichzeitig die am Träger 21 haftende Pufferlösung ent­ fernt. Das gewährleistet, daß die von der Pufferlösungsabgabe­ vorrichtung 25 zuzuführende Menge an Pufferlösung 26 einen gleichbleibenden Wert hat. Wie Fig. 4B zeigt, wird dann an der Station S₂₄ eine gegebene Menge Pufferlösung 26 durch den großen Öffnungsbereich 11a mittels der Pufferlösungsabgabevor­ richtung 25 in das U-förmige Röhrchen 11 eingefüllt. An der Station S₁ wird eine gegebene Menge einer Probe mittels der Probenabgabevorrichtung 13 aus dem an der Probenabsaugstation der Probenzustellvorrichtung 14 befindlichen Probenbecher 15 durch den großen Öffnungsbereich 11a in das Röhrchen 11 abge­ geben. An den Stationen S₂, S₃, S₄ und S₅ erhält das U-förmige Röhrchen 11 durch seinen kleinen Öffnungsbereich 11b mittels der Pumpe 27 Luftströme, die die Pufferlösung und die Probe im Röhrchen 11 aufrühren. Auf diese Weise erfolgt eine erste A. A. R. Nach einmaliger Betätigung für die jeweiligen U-förmigen Röhr­ chen wird sowohl die Trägerzufuhrvorrichtung 20 als auch die Pufferlösungsabgabevorrichtung 25, die Probenabgabevorrichtung 13 und die Probenzustelleinrichtung 14 stillgesetzt.

Während einer zweiten Umdrehung des Drehtellers 12 wird an der Station S₂₂ die im Röhrchen 11 enthaltene Flüssigkeit mittels der Pumpe 28 durch den kleinen Öffnungsbereich 11b abgesaugt und gleichzeitig intermittierend Spülflüssigkeit mittels der Pumpe 24 durch den großen Öffnungsbereich 11a in das Röhrchen eingefüllt. Die im Röhrchen verbliebene Spülflüs­ sigkeit wird an den Stationen S₂₂ und S₂₃ abgeführt, wie Fig. 4B zeigt. Durch diese vollständige Spülung des U-förmigen Röhr­ chens 11 und des darin enthaltenen Trägers 21 wird eine erste B-F-Trennung erzielt. Dann wird an der Station S₃ in das U- förmige Röhrchen 11 durch den großen Öffnungsbereich 11a mit­ tels der Reagensabgabevorrichtung 16 eine gegebene Menge des mit Enzym markierten Reagens 17 eingefüllt, wie Fig. 4C zeigt. Das Reagens und der Träger werden an den Stationen S₃, S₄ und S₅ mit Hilfe von durch den kleinen Öffnungsbereich 11b durch die Pumpe 27 zugeführten Luftströmen so stark gerührt, daß eine zweite A. A. R. stattfindet.

Während einer dritten Umdrehung des Drehtellers 12 wird an den Stationen S₂₂ und S₂₃ das U-förmige Röhrchen 11 und der Träger mittels der Pumpe 24 für den Spülvorgang und mittels der Pumpe 28 für die Abfuhr gespült, um eine zweite B-F-Trennung zu er­ zielen. Wie Fig. 4D zeigt, wird dann mittels der Reagensabga­ bevorrichtung 18 eine gegebene Menge Farbreagens 19, d. h. ein Enzymsubstratreagens in das U-förmige Röhrchen 11 abgegeben. Mittels der Pumpe 27, die Luft zuführt, wird das Farbreagens und der Träger aufgewirbelt, damit das Farbreagens 19 mit dem der Markierung dienenden Enzym des an den Träger 21 gebundenen, mit Enzym markierten Reagens 17 umgesetzt werden kann.

Bei einer vierten Umdrehung des Drehtellers 12 wird die im U- förmigen Röhrchen 11 enthaltene Reaktionsflüssigkeit an der Station S₁₉ in den Kolorimeter 22 abgesaugt und einer Farb­ messung unterzogen. Wie Fig. 4D zeigt, gehört zu dem Kolorime­ ter 22 eine Strömungszelle 22a, durch die die Reaktionsflüssig­ keit fließt, und eine Lichtquelle 22b sowie ein Detektor 22c, die an entsprechenden Seiten der Strömungszelle 22a angeordnet sind. Von der Lichtquelle 22b ausgehendes Licht wird durch ei­ nen Interferenzfilter 22 d in die Strömungszelle 22a projiziert und das von der Strömungszelle 22a durchgelassene Licht vom Detektor 22c mittels eines Lichtleiters 22e empfangen.

An der Station S₂₀ wird der Träger 21 durch den großen Öffnungsbereich 11a mittels der Trägerabfuhrvorrichtung 23 aus dem Röhrchen 11 abgesaugt. An der Station S₂₂ erhält das Röhrchen 11 durch seinen großen Öffnungsbereich 11a Spülflüs­ sigkeit wie aus einer Dusche, und diese Spülflüssigkeit wird durch den kleinen Öffnungsbereich 11b abgesaugt. Die in dem Röhrchen verbliebene Spülflüssigkeit wird dann an der Sta­ tion S₂₃ abgeführt. Auf diese Weise ist das U-förmige Röhr­ chen 11 für die nächste Zufuhr eines Trägers vorbereitet.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel das U-förmige, der Reak­ tion dienende Röhrchen 11 wiederholt durch die Spülvorrich­ tung mit der dem Spülen dienenden Pumpe 24 und der zur Ab­ fuhr vorgesehenen Pumpe 28 hindurchgeführt wird, um eine wiederholte Spülung einschließlich B-F-Trennung durchzu­ führen, erhält das ganze Analysiergerät geringe Größe und einen einfachen Aufbau.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines automati­ schen Analysiergeräts zum Durchführen des Enzymimmunotests ge­ mäß der Erfindung. Für die dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entsprechenden Teile sind die gleichen Bezugszeichen verwen­ det. Bei diesem Ausführungsbeispiel erhält das U-förmige Röhr­ chen 11 vor der Zufuhr eines Trägers 21 an der Station S₁₆ mit­ tels einer zweiten Pufferlösungsabgabevorrichtung 31 eine ge­ gebene Menge einer Pufferlösung 32. Im übrigen entspricht der Aufbau und Betrieb dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ge­ mäß Fig. 3. Wenn die Pufferlösung 32 zuvor in das Röhrchen 11 abgegeben worden ist, kann der Träger 21 an der Station S₁₇ dem Röhrchen mit minimaler Stoßwirkung zugeführt werden. Es sei noch erwähnt, daß es nicht nötig ist, die abgegebene Menge Pufferlösung 32 exakt zu steuern, da an der Station S₂₂ eine Spülung des U-förmigen Röhrchens 11 und des Trägers 21 vor­ genommen wird.

Fig. 6 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel ei­ nes automatischen Analysiergeräts gemäß der Erfindung, mit dem der Enzymimmunotest gemäß der kompetitiven oder direkten Me­ thode durchgeführt wird. Auch hier sind dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszei­ chen versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel fehlt die Abgabe des Farbreagens an der Station S₄ und das Mischen an der Sta­ tion S₅. An der Station S₃ wird anstelle des mit Enzym markier­ ten Reagens eine gegebene Menge eines Farbreagens 36 mit Hilfe einer Reagensab­ gabevorrichtung 35 zugeführt, und an der Sta­ tion S₂₄ wird anstelle der Pufferlösung ein mit Enzym markier­ tes Reagens 38 mittels einer Abgabevorrichtung 37 für mit En­ zym markiertes Reagens abgegeben. Dies mit Enzym markierte Reagens 38 wird so vorbereitet, daß die gleiche Substanz wie die in der zu analysierenden Probe mit Enzym markiert wird. Im übrigen entspricht der Aufbau dieses Analysiergeräts dem des in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiels.

Die Arbeitsweise des in Fig. 6 gezeigten automatischen Analy­ siergeräts für den Enzymimmunotest soll im einzelnen unter Be­ zugnahme auf Fig. 7A bis 7C erläutert werden.

Während der ersten Umdrehung des Drehtellers 12 wird an der Station S₁₇ ein mit Pufferlösung benetzter Träger 21 mittels der Trägerzufuhrvorrichtung 20 in das U-förmige Röhrchen 11 ge­ geben, wie Fig. 7A zeigt. Danach wird an der Station S₂₂ mit­ tels der Pumpe 24 Spülflüssigkeit wie eine Dusche intermittie­ rend in das Röhrchen 11 gefüllt, und die im Röhrchen 11 ver­ bliebene Spülflüssigkeit wird an der Station S₂₃ mittels der Pumpe 28 durch den kleinen Öffnungsbereich 11b des Röhrchens abgesaugt. Wie Fig. 7B zeigt, wird danach an der Station S₂₄ eine gegebene Menge des mit Enzym markierten Reagens 38 mit­ tels der Reagensabgabevorrichtung 37 durch den großen Öffnungs­ bereich 11a in das Röhrchen 11 abgegeben, und an der Station S₁ wird dann eine gegebene Menge einer Probe aus einem Proben­ becher 15 der Probenzustelleinrichtung 14 in das U-förmige Röhrchen 11 gefüllt. An den Stationen S₂ bis S₄ bläst die Pumpe 27 Luftströme vom kleinen Öffnungsbereich 11b zum großen Öffnungsbereich 11a durch das Röhrchen 11, um den Träger 21, das mit Enzym markierte Reagens 38 und die Probe miteinander zu vermischen, damit die A. A. R. stattfinden kann. Die Träger­ zufuhrvorrichtung 20, die Reagensabgabevorrichtung 37, die Probenabgabevorrichtung 13 und die Probenzustelleinrichtung 14 werden stillgesetzt, nachdem sie einmal für die jeweiligen U-förmigen Röhrchen in Betrieb gesetzt worden sind.

Während einer zweiten Umdrehung des Drehtellers 12 wird an der Station S₂₂ die Reaktionsflüssigkeit aus dem U-förmigen Röhr­ chen 11 mittels der Pumpe 28 abgesaugt und gleichzeitig Spül­ flüssigkeit in das Röhrchen 11 eingegossen. Die im Röhrchen 11 verbliebene Spülflüssigkeit wird mittels der Pumpe 28 an den Stationen S₂₂ und S₂₃ abgesaugt, um eine B-F-Trennung zu er­ zielen.

Wie Fig. 7C zeigt, wird dann an der Station S₃ eine gegebene Menge des Farbreagens 36 mittels der Reagensabgabevorrichtung 35 in das U-förmige Röhrchen 11 abgegeben. An den Stationen S₃ und S₄ werden mit Hilfe der Pumpe 27 Luftströme durch das Röhrchen geleitet, um den Träger 21 und das Farbreagens 36 auf­ zurühren, damit die Reaktion erfolgen kann.

Bei einer dritten Umdrehung des Drehtellers 12 wird an der Sta­ tion S₁₉ die umgesetzte Flüssigkeit aus dem U-förmigen Röhrchen 11 in die Strömungszelle des Kolorimeters 22 gesaugt und einer Farbmessung unterzogen. Danach wird an der Station S₂₀ der im Röhrchen 11 enthaltene Träger 21 durch den großen Öffnungsbe­ reich 11a mittels der Trägerabfuhrvorrichtung 23 entfernt. An der Station S₂₂ erhält das U-förmige Röhrchen 11 mittels der Pumpe 24 intermittierend eine Spülflüssigkeitsdusche, und gleichzeitig wird die Spülflüssigkeit mittels der Pumpe 28 durch den kleinen Öffnungsbereich 11b abgeführt. Die im Röhr­ chen 11 verbliebene Spülflüssigkeit wird mittels der Pumpe 28 an der Station S₂₃ entfernt. So wird das U-förmige Röhrchen 11 zur Vorbereitung der Analyse einer weiteren Probe wirksam ge­ spült.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Reaktionsbahn aus einer Endlosbahn, und die U-förmigen Röhrchen 11 werden wiederholt durch die Spüleinrichtung geleitet, die zum Spülen die Pumpe 24 und zur Abfuhr die Pumpe 28 aufweist. Hierdurch wird mehrmals ein Spülvorgang einschließlich der B-F-Trennung durchgeführt. Das Analysiergerät kann also klein, einfach und preisgünstig gestaltet sein.

Bei den in Fig. 3, 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispielen entspricht die Anzahl der Probenbecher 15 in der Probenzustell­ einrichtung 14 der Anzahl der vom Drehteller 12 abgestützten U-förmigen Röhrchen 11. Wenn also eine größere Anzahl von Pro­ ben analysiert werden soll als die Anzahl der in der Proben­ zustelleinrichtung 14 enthaltenen Probenbecher, muß nach Be­ endigung der Analyse der in der Probenzustelleinrichtung ent­ haltenen Proben ein neuer Satz Proben in die Probenzustellein­ richtung 14 eingegeben werden. Das erfordert eine mühselige und zeitraubende Arbeit von seiten der Bedienungsperson.

In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines automa­ tischen Analysiergeräts für den Enzymimmunotest gemäß der Er­ findung gezeigt, bei dem die zuvor erwähnten Nachteile nicht auftreten. Dies Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich in der Trä­ gerzufuhrstation und im Aufbau der Probenzustelleinrichtung 41.

Im einzelnen wird ein Träger 21 von der Trägerzufuhrvorrich­ tung 20 dem U-förmigen Röhrchen 11 an einer Station S₂₁ zwischen der Trägerabgabestation S₂₀ und der Spülstation S₂₂ zugeführt. Die Probenzustelleinrichtung 41 kann eine Anzahl von Gestel­ len 43 enthalten, die jeweils eine Anzahl von Probenbechern 42 abstützen und der Reihe nach längs einer im wesentlichen U-förmigen Bahn transportiert werden, wobei aufeinanderfolgende Probenbecher 42 an der Probenabsaugstation vorbei weiterge­ schaltet werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird nach Abgabe der Proben in die U-förmigen Röhrchen 11 auf dem Drehteller 12 der Trans­ port der Gestelle 43 in der Probenzustelleinrichtung 41 einmal unterbrochen. Wie schon im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert, erfolgt während mehrerer Umdrehungen des Drehtellers 12 zwei­ mal eine B-F-Trennung, wird die Prüfflüssigkeit in den Kolo­ rimeter 22 gesaugt, um eine Farbmessung vorzunehmen, der Trä­ ger 21 aus dem U-förmigen Röhrchen 11 entfernt und ein neuer Träger 21 in das Röhrchen 11 fallen gelassen und das Spülen sowie die Abgabe von Pufferlösung 26. Danach beginnt der Trans­ port der Gestelle 43 in der Probenzustelleinrichtung 41 erneut, und es werden der Reihe nach vierundzwanzig Proben in aufein­ anderfolgende vierundzwanzig U-förmige Röhrchen 11 auf dem Drehteller 12 eingefüllt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine größere Anzahl von Probenbechern 42 in die Probenzustelleinrichtung 41 eingesetzt werden als es der Anzahl U-förmiger Röhrchen 11 entspricht. Das ermöglicht eine erhebliche Einsparung an Arbeit seitens der Be­ dienungsperson beim Einsetzen von Proben in die Probenzustell­ einrichtung 41. Da die Trägerzufuhrstation S₂₁ zwischen der Trägerabfuhrstation S₂₀ und der Spülstation S₂₂ vorgesehen ist, kann gleichzeitig mit dem Spülen von Trägern 21 das Spü­ len der zum Analysieren von Proben benutzten U-förmigen Röhr­ chen vorgenommen werden. Das erhöht die Bearbeitungsgeschwindigkeit im Vergleich zu den vorhergehenden Ausführungsbeispie­ len.

Claims (12)

1. Verfahren zur automatischen immunologischen Analyse entweder nach dem sogenannten "Sandwich-Verfahren" oder dem kompetitiven Verfahren, insbesondere mittels eines Enzym- Immuno-Assay, bei dem

• - mit Antigenen oder Antikörpern beschichtete Träger (1; 5; 21) in Reaktionsgefäße (11) einge­ bracht werden,
• - eine Antigen/Antikörper-Reaktion in den Reaktionsgefäßen zwi­ schen Proben (2; 6), markierten Reagenzien (3; 7) und den Trägern durchgeführt wird,
• - nicht an die Träger gebundene Antigene oder Antikörper durch Waschung entfernt werden, und
• - die Proben mit Hilfe des markierten Reagens vermessen werden,

dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsgefäße (11) ent­ lang einer endlosen Reaktionsbahn derart transportiert werden, daß während einer Analyse einer bestimmten Probe das Reaktions­ gefäß mehrmals in die gleiche Spülstation (S22; S23) geführt wird, wo mittels derselben Wascheinrichtung (24, 28) zumindest zwei Spülungen durchgeführt werden, von denen zumindest eine eine B-F-Trennung ist, jedes Reaktionsgefäß (11) ein U-förmiges Röhrchen ist, das einen großen Öffnungsbereich (11a), dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des Trägers (1; 5; 21) ist, und einen kleinen Öffnungsbereich (11b), dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Trägers (1; 5; 21) ist, aufweist, wobei in der Spülstation (S22, S23) die Spül­ flüssigkeit durch den kleinen Öffnungsbereich (11b) abgesaugt wird und der Träger (1; 5; 21) nach Be­ endigung einer Analyse mittels einer Trägerabfuhr­ vorrichtung (23) durch den großen Öffnungsbereich (11a) abgesaugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsgefäße längs einer kreisförmigen Reaktionsbahn transportiert werden, die von einem intermittierend mit einer gegebenen Periode drehbaren Drehteller gebildet ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (1; 5; 21) einzeln nacheinander in die Reaktionsgefäße (11) abgegeben wer­ den und daß die Reaktionsgefäße nach der immunologischen Ana­ lyse und Entfernung der Träger zur Vorbereitung der näch­ sten Analyse gespült werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß während einer ersten Umdrehung des Drehtellers gegebenen­ falls nach der Eingabe eines Trägers in ein Reaktionsgefäß zur Einleitung einer Antigen/Antikörper-Reaktion eine Probe zuge­ führt wird, daß während einer zweiten Umdrehung des Drehtellers das Reaktionsgefäß und gegebenenfalls der Träger unter Veran­ lassung einer ersten B-F-Trennung gespült wird und daß dann ein mit Enzym markiertes Reagens zur Einleitung einer zweiten Anti­ gen/Antikörper-Reaktion in das Reaktionsgefäß eingegeben wird, daß während einer dritten Umdrehung des Drehtellers das Reak­ tionsgefäß und gegebenenfalls der Träger unter Veranlassung einer zweiten B-F-Trennung gespült wird und daß dann ein Farb­ reagens einschließlich eines Enzymsubstrates in das Reaktionsgefäß abge­ geben wird, worauf während einer vierten Umdrehung des Dreh­ tellers die Prüfflüssigkeit einer Farbmessung unterzogen, der Träger entfernt und das Reaktionsgefäß gespült wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß und ggf. der Träger nach der Abgabe des Trägers in das Reaktionsgefäß aber vor der Abgabe der Probe in das Reaktionsgefäß gespült wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülen jedesmal durchgeführt wird, wenn der Drehteller um eine Teilung gedreht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülen an einer von drei verschiedenen Spülstationen jedesmal durchgeführt wird, wenn der Drehteller um 3 Teilungen gedreht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während einer ersten Umdrehung des Drehtellers ein Träger in ein Reaktionsgefäß eingegeben wird, daß dann eine Probe und ein mit Enzym markiertes Reagens zur Einleitung einer Antigen/ Antikörper-Reaktion in das Reaktionsgefäß eingegeben wird, daß während einer zweiten Umdrehung des Drehtellers das Reaktions­ gefäß und der Träger zur Durchführung einer B-F-Trennung ge­ spült werden und daß dann ein Farbreagens in das Reaktionsgefäß eingegeben wird, worauf während einer dritten Umdrehung des Drehtellers die Prüfflüssigkeit einer Farbmessung unterzogen, der Träger entfernt und das Reaktionsgefäß gespült wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß und der Träger nach der Zufuhr des Trä­ gers aber vor der Abgabe der Probe und des Reagens gespült wer­ den.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabe des Trägers unmittelbar nach dessen Entfernung aber vor dem Spülen durchgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eingeben der Träger (1; 5; 21) in die Reak­ tionsgefäße (11) eine vorgegebene Menge einer Pufferlösung in das Reaktionsgefäß eingegeben wird.